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字词 杂交育种
类别 中英文字词句释义及详细解析
释义

杂交育种cross breeding

以基因型不同的果树种或品种进行交配或结合长成杂种, 通过培育选择,获得新品种的方法。杂交育种是选育新品种主要途径, 是近代育种工作最重要的方法。由于杂交引起基因重组, 后代会出现组合双亲控制的优良性状基因型, 产生加性效应, 并利用某些基因互作, 形成具超亲类型新个体, 为培育选择提供了物质基础。杂种后代群体, 通过培育、鉴定、选择等步骤, 获得优良单系, 再经过无性繁殖就形成新品种。
英国园艺学家奈特(T.A. Knight, 1759~1838)在发现植物性别与父本对后代的遗传影响后, 开始对苹果、梨、桃、李、樱桃、草莓等果树进行杂交育种,使果树品种选育由仅仅利用自然产生的变异, 发展到人工创造变异的育种阶段。之后, 达尔文、伯班克和米丘林等, 对杂交亲本选配中, 广泛利用生态地理上、分类上远缘及野生资源方面; 对杂种进行预选和连续若干有性世代积累选择效果等方面都留下了宝贵经验。中国杂交育种在20世纪50年代初就已开始, 60年代起迅速开展, 目前中国许多单位进行了果树杂交育种工作, 特别是在苹果、梨、桃、葡萄上进行了主要以高产、优质为目标的杂交育种。已选育出的如辽伏、玫瑰红、胜利、秦冠等苹果新品种; 早酥、锦丰、黄花、晋酥等梨新品种; 京玉、雨花露、春蕾等桃新品种; 北醇、公醇1号、早红等葡萄新品种, 并都已在生产上推广应用。除选出新品种外, 在杂交育种技术工作研究, 理论研究上也取得进展, 例如在全国范围内开展果树品种资源调查、保存和利用研究。不同果树性状的遗传规律, 杂种培育条件和技术, 性状鉴定和预先选择, 童期发育及控制等研究。在提高良种繁育技术, 确立繁育制度等方面都比其他育种方法研究深入。
杂交育种按性质可分为有性杂交育种和无性杂交育种。在有性杂交育种中, 根据亲缘关系的远近, 又可分为品种间杂交和远缘杂交。一般杂交育种是指品种间杂交育种。按育种不同要求可采用简单杂交, 回交和复式杂交等方式(见有性杂交)。
确定杂交育种目标和制订育种计划 目标的确定一方面应根据国民经济发展的需要, 如培育黄肉罐藏桃以适应中国对外贸易需要, 培育大果、抗病葡萄以适应南方鲜食需要; 另一方面还应根据当地果树品种存在的问题, 如北部寒冷地区, 不能栽培品质优良的大苹果, 可以把培育抗寒性强、品质优良的中型苹果作为育种目标。育种目标确定后, 要制订实现目标的详细计划。按目标要求不同, 计划长短不同, 有的不但要考虑1代,还必须考虑2代、3代, 选择不同的杂交方式, 在每代中都要经过亲本选配,杂交方法设计、杂种培育、鉴定和选择过程。
杂交育种的亲本选择和选配 主要考虑亲本应具有重要目标性状的基因, 选择育种值大的性状。考虑亲本间优良性状基因互补, 选生态地理上相距远的双亲配合力高的作亲本并配制组合等(见亲本选配)。
杂交方法 杂交前要熟悉开花习性和花器构造,便于确定花粉采集和授粉时间。去雄和授粉方法。对自交结实品种要了解有无闭花受精现象。对父本花期迟于母本的类型,可以采用父本的隔年贮藏花粉授粉,也可以采用采集父本带花芽枝提早插于瓶中、薄膜复盖植株, 温室盆栽, 或上年末提早低温处理, 通过休眠等促使父本提早开花的措施。也可采用延迟修剪,早春灌溉、树冠遮阴或激素处理等延迟母树开花, 从而来调节授粉期, 使父母本花期相遇。
在授粉前要准备好杂交用具, 包括去雄器具、贮粉瓶、授粉器、70%酒精, 隔离袋和标签, 缚扎材料等。采集父本将要开放的发育良好的花蕾, 在室内取下花药, 在室温下干燥, 待花药开裂、花粉散出后收集于小瓶中, 贴上标签、注明品种, 立即置于干燥器内保存。苹果、梨、桃的花粉在室温干燥条件下可保存2~3周; 葡萄和枇杷可保存2个月; 而柿子的花粉在同样条件下只能维持2天的生活力。经长期贮存和从外地寄来的花粉,在杂交前要先检查花粉的生活力。最常用的方法是测定花粉发芽力。用1%的琼脂与5~10%的蔗糖配制成培养基,把花粉播种在培养基上,在25℃下使其发芽, 在显微镜下观察发芽情况, 已失去发芽力的不能再用来授粉。
杂交要在生长健壮、开花结果正常的母本树上进行, 选生长健壮的结果枝上发育充实的花蕾, 授粉花朵要保持一定间距, 以保证以后养分供给充分。杂交应选晴朗无风的天气, 对两性花, 为了防止自交, 在花药成熟开裂前去雄。去雄后可立即授粉、套袋; 套袋后挂标签,写上杂交亲本和授粉日期, 7~10天后去袋。每一组合授粉结束,杂交工具要用70%酒精浸泡,杀死花粉, 以免把此组合花粉带给另一组合。
杂交种子处理和杂种培育 杂交果实应适当晚采,使种子能充分成熟。采收后要放在冷凉地方后熟。落叶果树的种子在播种前都要经过一段时间的低温层积处理,层积处理通常用一份种子混4~5份湿润的河沙,在盒内分层均匀放置,放在2~4℃的阴处, 2个月左右即可播种。杂种从种子萌发到开花结果需经过一段童期。在实生苗生长前期,采取加强肥水, 轻剪等措施,促进迅速扩大树冠, 加速营养和其它物质积累, 后期采用控制肥水、弯枝、扭枝和喷布生长延缓剂等措施,控制营养生长促使其向生殖生长转化, 从而提早开花结果(见后代培育)。
杂种的选择鉴定 在杂种培育过程中进行杂种鉴定和选择。结果前可在田间、温室或实验室, 对植物学特征、抗性和生理生化特性进行直接或间接的相关鉴定, 并以此为根据大量淘汰不合要求的杂种苗, 从而节省土地、人力和物力。在结果期对果实等主要经济生物学性状进行连续3~5年鉴定, 从而选出优良单株(见性状鉴定), 再通过品种比较试验和区域试验最后选出新品种。


杂交育种cross breeding

选择适当的亲本进行交配或结合,将优良的性状组合于杂种个体中,通过多代选择、品种比较和鉴定,创造新品种的育种方法。杂交育种又称常规育种。按杂交方式分为有性杂交和无性杂交; 按亲本的亲缘关系分为近缘杂交和远缘杂交; 按参加杂交亲本的多少分为双亲杂交和多亲杂交。
简史 公元前700年,古埃及文献中已有人工授粉的记载。有关杂交规律的研究自19世纪初开始。1820年,戈斯(John Goss)进行了豌豆杂交。1865年,孟德尔(G.J. Mendel) 《植物杂种之研究》一文首先提出遗传因子的分离和独立分配两个基本遗传规律,认为性状是受遗传因子控制的。1906年贝特森(W.Bateson)等在香豌豆杂交试验中发现性状的连锁遗传现象,为染色体遗传理论奠定了基础。20世纪30年代以后,常规育种、抗病育种、一代杂种育种逐渐受到重视,先后育成了许多丰产、优质、抗病的蔬菜品种,广泛用于生产。70年代以来虽然育种途径有了新的发展,但杂交育种仍是蔬菜育种的重要途径之一。
杂交育种的步骤 杂交育种需要进行亲本选择、组合选配、杂交、杂种后代选择和培育等。
亲本选择与选配 进行杂交育种最重要的是选择适当的杂交亲本,以便有可能在后代中分离出所需要的类型,再经多代选择稳定为符合要求的新品种。选配原则是选适应性强、综合经济性状较好的地方品种作母本,针对母本需要改良的性状选择另一品种作父本与其杂交,在后代中有可能选得具双亲优良性状的新品种。如以早熟、结荚性好和适应性强的“红嘴燕豇豆”为母本,与品质佳和生长势强的“杭州青豇”为父本进行杂交,再经7代系谱选择得到抗病、早熟、丰产、适应性强的“之豇28—2”新品种。为了使杂交后代有较大的分离范围以供选择,可利用不同类型或不同地理起源的亲本进行杂交,如番茄的有限生长类型和无限生长类型,春黄瓜和秋黄瓜,辣椒和甜椒等杂交。但不同类型交配是否优于同类型交配,关键在于亲本基因型差异的大小。只要亲本的基因型差异大,同类型相配也可以获得较大范围的分离后代以供选择。某些受细胞质遗传控制的性状,母本具有较大的影响。远缘杂交育种,多以栽培种作母本,近缘野生种作父本,则后代的不良性状可能少些。
亲本的一般配合力要高,因为一般配合力是由基因的加性效应决定的,选用一般配合力高的品种杂交,杂交后代可能出现超亲变异,亲本优良性状的遗传力要强。
杂交 杂交的主要内容包括杂交技术和杂交方式。
杂交技术 有性杂交技术包括杂交用亲本植株和花朵的选择,杂交花朵的隔离、去雄、授粉,花粉的采集、贮存,杂交花朵的标记和登记、杂交后的管理,杂交种子的收获和贮存等环节。无性杂交技术包括不同种、属间的嫁接教养,细胞原生质融合等。
以下主要叙述有性杂交技术。❶亲本植株的培育和杂交用花的选择: 亲本植株要在较好的肥水条件下栽培,如果双亲开花期相差过大,可通过错开播期、控制温度或植株调整等措施使花期相遇。杂交用花要选在主枝、主蔓上着生部位适当者,同时摘去多余的花蕾。为防止母本花发生意外杂交和父本花发生花粉污染,除对母本花进行适时去雄外,还需在人工杂交前1~2天,将选定的父母本花朵用硫酸纸或玻璃纸袋套好。如杂交量大可利用防虫网罩隔离。瓜类的花冠大,可用细铁丝或铝片束住花冠隔离; 马铃薯的花可用麦管套住雌蕊柱头隔离。用泡沫塑料、橡皮或毛笔蘸父本花粉,直接授于柱头上; 杂交数量多时应事先采集父本的花药放在干燥器内备用。
❷花粉的贮存和生活力检验: 当父母本的花期不遇时,应从先开花的父本株上采集花药,贮存在低温、干燥、黑暗的地方,以延长花粉的寿命。如贮存时间过长,授粉前应检验花粉的发芽力,检验方法是用碘—碘化钾或醋酸洋红对花粉染色,无生活力的不着色或着色很浅,也可用10~20%的蔗糖水溶液培养基 (或加1~2%琼脂配成固体培养基)作发芽试验。有生活力的花粉才能用于授粉。
❸标记和登记:授粉后应在花序基部或花柄上挂牌,牌上注明组合名称、株号、授粉日期和花数,牌子用铅笔书写。杂交登记本上除登记与标牌相应的项目外,还要记载结果数及种子数量。
杂交方式 有性杂交方式主要包括成对杂交、复合杂交、回交等; 无性杂交方式主要是嫁接、体细胞原生质体融合等。下面主要论述有性杂交方式:
成对杂交(单交): 用两个亲本进行杂交,如甲×乙称为正交,乙×甲称为反交。在近缘杂交时,正反交的后代一般差异不大; 远缘杂交,杂种的性状常倾向母本。育种中常用优良性状较多的品种作母本。栽培品种与近缘野生种杂交时应以栽培种作母本。成对杂交方法简便,杂种后代的变异较易稳定,是杂交育种中常用的方式。
复合杂交: 亦称多亲杂交,是将三个或更多的亲本先后进行杂交,使多个亲本的优良性状综合在一起。根据亲本数及杂交方式不同有三交,即(甲×乙)×丙;双交,(甲×乙)×(丙×丁): 四交,又称添加杂交或梯级杂交,〔(甲×乙)×丙〕×丁。四个以上亲本的杂交较少采用。在选配亲本时可针对单交组合的缺点选择另一亲本或组合与之相配,使单交组合的缺点得以弥补。与单交相比,复交所需年限较长。由于复交所用的亲本是杂种,所以即使是自花授粉作物的复交第一代也会发生性状分离,可以进行选择。复交时应全面衡量各亲本的优缺点及其互补的可能性,从而决定各亲本在杂交时的主次先后。一般应将综合经济性状好、丰产、适应性强的亲本放在最后一次杂交,以增强杂种后代的丰产性和适应性。对具有显性性状的亲本应先进行杂交,可减少以后杂交时选用亲本植株的数目。
回交:将一代杂种再和亲本之一杂交称为回交。当某品种基本性状优良,但还有某一方面的缺点时,可与具有某一优点的品种杂交,然后再用该品种进行回交,以便在转移某一优点的同时,使所育成品种保持某品种的基本优良性状。一般经过4~5代的回交,就能获得具有非轮回亲本的优良性状,同时在其他性状方面又与轮回亲本十分相似的个体。选择的轮回亲本要综合性状优良,只有1~2个性状需要改进,缺点多的品种不能选作轮回亲本。希望转移的非轮回亲本的优良性状遗传力要强,以免在多次回交中被逐渐削弱而不能实现育种目标。当需要转移的非轮回亲本的性状为显性时,可在回交的后代中选择具有非轮回亲本优良性状的个体与轮回亲本回交;而当非轮回亲本需要转移的优良性状为隐性时,需要将F1及每次回交的子代分别自交一次,使非轮回亲本的优良性状表现出来,才能从后代选出具有该优良性状的个体继续回交。为了缩短育种年限,也可扩大回交规模,同时将回交株编号并在其上保留自交种子。第二年根据每株自交后代的表现验证各回交株是否具有所导入的目标性状。当回交终止后应该把具有综合双亲优良性状的个体自交一次,使源自非轮回亲本的优良性状达到纯合。通常在回交育种时由于选用不同的轮回亲本和非轮回亲本而产生若干回交系,经过一代自交就形成了许多株系,这些株系可以进行品系比较试验,最优良的品系可能成为新品种。
杂种后代的选择 由杂交得到的杂种后代仅仅是由基因重组得到的育种材料,其性状并未稳定,还要经过多代选择才能选出优良而稳定的新品种。杂种后代的选择方法可根据作物开花授粉习性和育种单位技术水平及人力、物力条件决定。
系谱选择法 即多次单株选择法,多用于自花授粉蔬菜。杂种第一代(F1)分别按组合播种,两旁播父、母本便于比较,以淘汰假杂种。自花授粉蔬菜的F1一般不分离,根据表现,淘汰不良的组合。中选组合不必进行株选,须淘汰不良的植株,再按组合采收种子。由于隐性优良性状和各种基因的重组类型在F1尚未出现,所以对组合的选择不能太严。多亲杂交的F1以及异花授粉蔬菜品种间杂交的F2,要增加播种株数,从F1起就需在优良组合内进行单株选择。
杂种第二代(F2):性状强烈分离。为了使优良的性状能在F2及其后代表现出来,F2的群体要大,特别是选择的目标性状为受多基因控制的或多亲杂交的后代更应大一些,一般每一组合的F2应种几百株,有的需达千余株,视蔬菜的种类及配制组合的亲本数而定。F2主要根据遗传力强的性状(如植株生长习性、产品器官的形态、色泽等)进行单株选择。对于易受环境条件影响的性状(如产量、营养成分含量等)尚不能确定个体的优劣时,要适当多选些单株。优良组合入选的株数约为本组合总株数的5~10%,次优组合的入选率可少些。
杂种第三代(F3):将F2入选优良单株分别播种一个小区,每一小区成为一个系统,每隔5~10个系统设一对照。F3应继续进行系统间及系统内个体间的比较鉴定,按主要经济性状和一致性选择优良系统,然后在入选系统内针对仍在分离的性状选择单株。选系应多,每一系统入选的株数可以少些,以防优良系统漏选。在F3中如发现比较整齐一致而优良的系统,自花授粉蔬菜在去劣后可混合采种;而异花授粉蔬菜则应在去劣后人工控制的系统内进行株间授粉,然后混合采种。在决定淘汰的系统内如有个别突出优良单株也可选留。
杂种第四代(F4):入选优良单株分别播种一个小区,每一小区又成为一个系统。来自同一F3系统的F4为一系统群,同一系统群内的各系统称为姊妹系,各姊妹系的性状往往近似。因此F4应首先比较系统群的优劣,从系统群中选择优良系统,再从优良系统中选择优良单株。F4的小区面积应比F3大,并设置重复,以便较准确地比较产量和品质等性状。F4如出现稳定的优良系统,去劣后混收,供升级鉴定。优良稳定的系统群中各姊妹系如表现一致,可按系统群去劣后混收,供升级鉴定。这样选得的品系较同一株系选得的品系遗传基础广泛,对异花授粉蔬菜可防止生活力衰退,有可能获得较高的产量和较强的适应性。
杂种第五代(F5)及其以后世代:F5多数系统已稳定,主要进行系统比较和选择。如果在F4或F5中发现特优系统,可在继续进行比较选择的同时,分一部分种子进行生产试验,加速新品种育成。F5还不纯的材料需继续单株选择,直到选出整齐一致的材料为止。待选得主要性状整齐一致的系统时,单株选择即可停止,按系统或系统群混合留种便成为优良品系。优良品系经品种比较试验、区域试验和生产试验即可申请审定为新品种,并推广应用于生产。
常异花授粉蔬菜和异花授粉蔬菜进行系谱选择时,需要分株套袋,防止杂交,比较麻烦且易引起生活力衰退,所以常用母系选择法代替系谱法,即花粉来源控制在同一杂交组合后代的群体内部,只对母本进行多次单株选择。
混合选择法 根据确定的育种目标,选出优良单株混合脱粒、播种,经过连续几代的选择,可使性状逐步趋于一致。这种方法省工,但性状稳定较慢。对于异花授粉蔬菜可省去隔离的麻烦,且避免系谱法选择所造成的生活力衰退,是一种常用的杂种后代选择方法。
派生法 将系谱法和混合法适当加以改变,或者将二种方法结合起来的方法。
集团选择法 根据育种目标从杂交后代中选出几个类型的优良植株,同一类型的植株混合留种,经过5~6代选择,同一类型内的植株逐步趋于一致,而不同类型之间则差异较大,最后可能选出几个性状相差较大的品系。
一粒传混合选择法(单子传代法) 自F2或F3开始,从每株上留一粒种子混合播种,到F4~F5性状基本稳定时再进行一次单株选择,下代分别播种,进行株系间的比较鉴定,一次选出符合要求的整齐一致的品系。这种方法只能用于自花授粉作物。它的优点是省工,各代群体大小不超过F2,又保证每一F2个体均有繁殖后代的机会。单子传代法与系谱法相比较,可省去3~4代选择和分系留种种植的工作量。缺点是:❶实际群体的大小不可能保证各种基因型都能在F2出现;
❷对于经验不足的育种人员来说,要在千百个株系中一次决定取舍比较困难。
派生(衍生)系统选择法 将系谱法加以改进可以有几种不同的形式: 一种是F2进行选株,从F3到F5或F6进行混合选,最后进行一次株选。另一种方式是F2及F3均株选,F4与F5进行一粒传选种,到F6再进行一次株选。上述二种方法的好处是从分离明显的F2或F3代选出好的单株,接着进行几代的混合选择使基因纯合,最后再进行一次单株选择,选出优良纯合的品系,这种方法适用于自花授粉蔬菜。
改良混合选择法(混合—单株选择法) 按组合分别种植,一直到F4或F5,对遗传力强的性状和质量性状进行混合选种,待性状比较一致后再进行一次单株选择。入选的株数至少应有400~500株,尽可能包括各种类型。F5或F6按株系种植,每一株系种10~20株,严格选取5~10%的优良株系,升级鉴定。这种选择法对于人工选择目标和自然选择目标相一致的性状来说效果较好,但选择目标不一致的性状,有可能在混合种植过程中丢失。
杂种后代的培育 在一定的培育条件下杂种的性状才能充分表现,以提高人工选择的可靠性,同时因自然选择的作用提高了品种的适应性。杂种后代的培育条件应与育种的主要目标相对应,如选育高产优质品种,杂种后代应在较好的肥水条件下培育,使有关高产优质的性状得以充分表现,提高选择的效果。还应当注意栽培条件的一致性以减少试验误差,提高选择的可靠性。


杂交育种cross breeding

以基因型不同的植物种或品种进行交配或结合形成杂种,通过培育、选择而获得新品种的方法。它是培育新品种主要途径,是近代育种工作最重要的方法。由于杂交引起基因重组,后代会出现组合双亲控制的优良性状基因型,产生加性效应,并利用某些基因互作,形成超亲新个体,为培育选择提供了物质基础。根据参与杂交亲本的亲缘关系远近,杂交育种可分为近缘杂交和远缘杂交育种;按杂交性质不同,又可分为有性杂交育种和无性杂交育种。一般杂交育种是指品种间杂交育种,即常规育种。
简史 公元前2000余年,第一次报道了椰枣的(Phoenix dacttylifera)人工授粉,这是人类进行植物杂交授粉的最早记录。18世纪,人们才开始有意识地进行植物杂交。1719年,第一个人工杂交种——须苞石竹(Dianthus barbatus)与香石竹(D. caryophyllus)的杂交种,由英国人费切德(Thomas Fairchild)育成。此后,人们做了大量杂交工作,不仅获得了不少杂种,而且从中发现了一些现象和规律。如1760年,克尔罗伊用烟草作材料,获得了种间杂交种,并发现杂种不育;1835~1849年,卡特内尔(von Carttner)就80个属700个种的植物进行了1万个杂交组合,发现了杂种一代有优势现象存在;1865年,孟德尔(G.J.Mendel)通过豌豆杂交试验,发现了遗传的分离和独立分配规律,1900年孟德尔遗传规律的重新发现标志着遗传学的诞生,为杂交育种奠定了理论基础。
意义 杂交是自然界中增加植物新种的主要途径之一,人工杂交加速了物种进化,并使植物进化的方向与人类所需要的相一致。随着科学技术的进步,人们又创造了辐射诱变等方法,获得新种或品种,但杂交育种仍然是最基本、最有效的育种方法。现在栽培的许多观赏植物品种都是由人们通过杂交而培育出来的。如现代月季的育种,就是突出的例子。18世纪末至19世纪初,中国的‘月月红’月季(Rosa cv. Slater's Crim-son China)和‘月月粉’月季(cv. Parson's Pink China),‘彩晕’香水月季(cv. Hume's Blush,Tea-scented China)和‘淡黄’香水月季(cv. Parson's yellow Tea-scentedChina)相继进入英国。用中国四季开花的品种与欧洲当地一季开花的法国蔷薇(Rosa gallica)、百叶蔷薇(R. centifolia)和突厥蔷薇(R. damascena)等反复杂交选育。1867年育成现代月季系统的杂交茶香月季(简称HT.)‘天地开’(cv. La France)。随后在此基础上再经杂交选育,1911年出现了丰花月季(简称Fl.)系统,1954年壮花月季系统(简称Gr.)问世,再加上微型月季(Min.)和藤本月季(简称Cl. )系统,现代月季品种已有2万个以上。可见杂交在月季育种中起到了决定性的作用。其他花卉品种,如香石竹、菊花、唐菖蒲、郁金香、仙客来等众多的栽培品种,大多是经杂交选育而来。
方法和技术 主要包括育种目标的确定、亲本选配、杂交方式、杂交技术等。
育种目标的确定 目前世界上观赏植物的育种目标, 一般有如下几方面:❶观赏性状育种:以获得花色、花型、株型、香气等性状的提高。利用杂交、选择等手段可以使植物的性状朝着人们所希望的方向发展。例如,世界各地都在试图利用开金黄色的金花茶杂交培育出黄色、大花重瓣的山茶,以便解决山茶花中缺少黄色系的问题。菊花缺少蓝色,而菊属植物中也无蓝色,利用属间杂交培育蓝色菊花正是人们的梦想。
❷生长习性育种:以获得具有生长健壮、丰产、抗病虫害、抗除草剂、抗干旱、抗寒、耐热、耐盐碱、花期延长、始花期提前或延后、四季开花等生长习性的品种。如切花品种要求生长健壮、秆高且粗硬直挺、花瓣厚实、水养期长、丰产等。而一些盆花,如小菊、一品红、翠菊、一串红、百日草、观赏椒等则要求生长充实、节间短而分枝多、株型紧凑,这样的株型观赏性强,不倒伏,且易包装运输。如北京林业大学通过远缘杂交培育的地被菊,抗寒性强,可耐-35~-30℃的低温,而一般菊花仅耐-15~-10℃的低温,其耐热、抗干旱、耐盐碱能力也大大增强。地被菊目前已在严寒地区,如哈尔滨、乌鲁木齐等露地安全越冬;在乌鲁木齐、西宁等西北干旱寒冷地区,生长开花良好;在天津、德州等地,能耐0.8%的盐碱。
亲本选配 根据育种目标,选择合适的材料作杂交的父本和母本。选配原则是尽量选择综合性状优良的品种(最好是当地品种)作母本,具有目标性状的品种作父本。为了使杂交后代有较大的分离范围以供选择,通常选用地理分布较远的不同生态型作亲本,有时甚至选用不同亚种、变种、种的植物进行杂交。例如:‘美人’梅(Prunus×blireana),由宫粉梅花(P. mumecv. Alphandii)与紫叶李(P. cerasifera cv. Pissardii)授粉杂交而成,具有母本紫叶李紫叶和抗寒的优点与父本重瓣大花的特性。
杂交方式 根据参与杂交的亲本数量和杂交的程序,可分为以下几种:❶成对杂交(单交),是较为常用的方式。如甲×乙称为正交,乙×甲称为反交。
❷复合杂交,也叫多亲杂交,是将3个或更多的亲本先后进行杂交,以便使多个亲本的优良性状综合在一起。如(甲×乙)×丙称为三交;(甲×乙)×(丙×丁)称为双交。还有四交,即〔(甲×乙)×丙〕×丁。
❸回交,将一代杂种再和亲本之一杂交,即〔(甲×乙)×甲〕×……或〔(甲×乙)×乙〕×……。回交的目的是增加后代中一方亲本的优良综合性状。
杂交技术 包括花期调整、花粉贮藏和花粉活力鉴定、杂交操作(去雄、套袋)和杂交后的管理等。
花期调整 根据不同的植物类型有以下几种方法:❶分期播种或扦插,植物从开始生长到开花需要一定的时间,控制其生长的开始期,便可提前或延后花期。使用这种方法时,常以母本花期为标准,调整父本花期,以利于保证母本有较高的结实率。
❷调节温度。冬春季温度低,植物生长迟缓,此时加温一般可使植物生长加速,提前开花。相反,冬季正在休眠的植物在气温回升前,人为地使其处在1~4℃低温下,延长其休眠期,便可使植物开花延后。
❸光照处理,短日照植物(如菊花、一品红、蟹爪、叶子花、落地生根等)在夏季的长日照情况下不开花,若给予短日照处理,则可使提前开花。相反地,短日照植物在自然短日照开始时,人为地加长日照时间则可使短日照植物延迟开花。对长日照植物来说,人为地加长光照可使之提前开花,缩短光照使之延迟开花。
❸其他方法,如摘心、修剪、环剥、嫁接等等。一串红、香石竹、万寿菊、大丽花及菊花利用摘心的方法,均可推迟花期。环剥、环切或嫁接可使花木的实生苗提前开花。
花粉贮藏和花粉活力鉴定 在利用调整花期的方法仍不能满足要求,需从较远的地方采集花粉,就需要妥善地贮藏花粉。花粉贮藏效果受贮藏时花粉含水量及空气湿度、温度,甚至光照的影响。含水量大的花粉易结团成块,不利于授粉,更不利于贮藏,必须进行干燥处理。常用的干燥方法有自然风干法、干燥器干燥法和真空干燥法等。不同植物花粉贮藏环境的空气湿度范围为1%~60%。贮藏温度以较低为好,常采用2~4℃(也有用-15~-30℃,甚至更低的温度)。花粉贮藏最普遍的方法,是将花粉干燥后放在加了干燥剂(如无水氯化钙)的干燥器中,然后将其放到2~4℃的冰箱内避光保存。经过贮藏的花粉或新采集的花粉通常要测定其生活力后,才用来授粉。最常用的是染色测定法,即以醋酸洋红作染色剂,花粉粒被染成红色的是可育花粉,不被染色的是不育花粉。试管发芽是在实验室内将花粉播撒在人工培养基上用以模仿花粉在柱头上发芽的一种方法。不同植物种类的花粉试管发芽难易程度不一。许多植物可在3%~30%的蔗糖水溶液中萌发。添加100~200mg/L的硼酸,常可促进萌发。BK花粉萌发培养基(Brewbaker and Kwack,1963),适用于多数植物花粉。非常干燥的花粉,必须再度吸湿才能发芽。如被子植物,需在空气相对湿度50%~90%的环境中放置24小时,才能用于试管发芽。
杂交操作 包括以下几点:❶亲本植株处理。为保证杂交授粉工作顺利进行,并保证授粉后要求的结实率,应选择生长健壮、不徒长、无病虫害的植株做杂交亲本。花木类型要注意选择向阳的枝条,并剪除周围过多过密的枝条、花朵或果实。
❷采粉、去雄、授粉和套袋。风媒花的花粉可用切枝采粉、套袋采粉,虫媒花花粉多有粘性,常用采粉器采粉、剥药取粉或毛笔扫取花粉。有些植物种类(如金合欢、锦鸡儿、鹅掌楸等)则可摘取小花或花药进行直接授粉。对于雌雄异花或异株、自交不实及雄性不育的母本可不去雄,只需在其开花前用硫酸纸(或羊皮纸、玻璃纸)将花或花序套住,防止其他品种花粉混杂。其他情况则需去雄。去雄方法有机械去雄(用剪刀、镊子等工具),温水去雄、化学去雄、辐射去雄等。去雄后需套袋,大规模地杂交可用防虫罩隔离。采集到的花粉通常经过摊晾干燥、过筛,然后用授粉器或用毛笔、蜂棒、小海绵块等蘸取花粉授于母本柱头上。授粉时间通常宜选晴天的上午,当母本柱头伸张开或分泌粘液时最好。授粉常需重复一到数次。每次授粉后应立即刻套袋,防止他种花粉混入。
杂交后的管理 授粉完毕,挂牌标记杂交组合、授粉时间等,并做记载。数日后,待母本柱头无授粉能力时及时去袋。对授粉母株要加强肥水管理,并采取防护措施防止天然(风雨、鸟兽、病虫)危害和人为的破坏。
杂种后代的选育 通过杂交获得杂种后,对其进行选择、培育、品种比较试验及鉴定,才能获得新品种。❶系谱选择法,又称多次单株选择法。常用于自花授粉植物,要从初期世代就反复进行人工单株选择,直至选育成优良一致的系统。杂种一代(F1)不分离,从(F2)代开始出现性状分离,便可进行单株选择。如育种目标是质量性状,可于F2代选出,F3代形成品系。但对于多基因控制的数量性状或育种目标要求多的,则需数代单株选择才可得到稳定的株系,形成品系。对于营养繁殖植物,杂交后常在F1代便有性状分离,即可开始选择。选出的优良单株,可通过营养繁殖形成无性系,再通过鉴定即成为品种。观赏植物中,多数可采用此法进行选育新品种。
❷混合选择法,自花授粉植物杂交得到F1,从F2代始的几个世代混合作为群体繁殖,不进行株选(异花授粉植物则常常需每个世代都进行株选),待纯质结合增加后再进行单株选择,在下一代得到稳定的系统,经进行系统间的比较,最后便可将优良系统定为新品种。
❸还有派生系统法,是以上方法的一种结合,即根据许多优良品系来自同一的F2单株的经验,在早期世代(F2)和晚期世代(F5或F6)各进行一次单株选择,而中间世代进行混合种植的方法。此法集中了系谱法和混合法的优点,育种中较常用。
通过以上方法选育出的品系,经过品系间的比较鉴定,择优去劣,便可将其中优良品系作为新品种,并参加品种比较试验,与现有生产品种比较,合格者可定新品种名。通常新品种正式推广前还需做品种区域试验,以确定其适应地区范围。通过观察记载亲本性状、杂交授粉、选择、品系建立、品系间比较鉴定、品种比较、区域试验,最后向生产推广,通常需3~4年或更长时间。

杂交育种cross breeding

细胞遗传学上属于双倍体水平的同一物种内,通过交配,把两个或多个遗传上有差异的亲本的优良性状结合在一个杂种个体中,其后代通过选择、鉴定、繁殖而育成新品种的一种育种方法。是常规育种的主流方法,主要利用杂交的组合育种作用、互补育种作用和超越育种作用。在实际的育种工作中,可配合应用突变育种和单倍体育种。1719年,费尔柴尔德(T.Fairchild)以石竹科植物为材料第一个获得人工杂交种。1900年重新发现孟德尔遗传定律后,杂交育种初步有了遗传理论。1904年,加拿大桑德斯兄弟(A.P.Saundersand C.P.Saunders)杂交育成小麦品种马奎斯(Marquis)。此后,随着遗传学的发展、特性鉴定技术的改进和生物统计的应用,杂交育种形成了较为完整的体系。

杂交育种

动植物育种的主要方法之一。选择具有优良性状的不同品种或类型进行交配,杂种后代发生基因重组,产生超亲或新的优良性状,通过培育、选择、比较和鉴定,创造出新品种。

杂交育种

cross-breeding

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